CN103101570A - 电动助力转向用电子控制单元 - Google Patents

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堀田大二
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Abstract

本发明涉及一种能够实现进一步的小型化，并能够实现配线设计的自由度，同时提高装置可靠性的电动助力转向用电子控制单元。该电动助力转向用电子控制单元（ECU1）具有：安装有第一表面贴装部件（控制用表面贴装部件110）的第一基板（控制基板11）；安装有允许电流容量高于第一表面贴装部件的第二表面贴装部件（电力用表面贴装部件120），且具有与第一基板大致相同的部件安装面积的唯一第二基板（电力基板），由第一基板与第二基板叠层形成基板安装结构。

Description

电动助力转向用电子控制单元
技术领域
本发明涉及一种特别适用于使用多相无刷马达进行转向辅助控制的车辆的电动助力转向（Electric power steering）用电子控制单元。
背景技术
多相无刷马达大多用于车辆等各种装置中。例如，近年来，为了减轻车辆运转的负担，电动助力转向装置（下文简称为PSU）的开发得以推进。PSU是利用多相无刷马达所产生的辅助扭矩对由方向盘产生的转向扭矩进行辅助的装置，通过电子控制单元（下文简称为ECU）进行控制。
ECU包括控制PSU多相无刷马达的电源电路和控制该电源电路的控制电路。在该ECU中安装有：嵌入成型（insert mould）基板，其通过软钎焊或焊接等在嵌入成型有母线的嵌入组件上分别连接降噪线圈、电源继电器、失效保护继电器等DIP（Dual Inline Package，双列直插封装）部件；由铝基板构成的多个电力基板（power substrate），其安装有用于使大电流流入多相无刷马达而被表面贴装的半导体开关元件和电流检测用分流电阻等；和由玻璃纤维环氧树脂基板构成的控制基板，其安装有用于驱动控制微机和半导体开关元件的驱动电路，以及外接的各种传感器用放大电路等。然后，通过软钎焊或焊接等将这些基板连接，并由保护罩覆盖，使大电流流入多相无刷马达而产生扭矩，以在驾驶员对方向盘进行转向操作时给予助力。
以往，在上述ECU中，为了在简化制造工艺的同时实现小型化和薄型化，已知有一种PSU用ECU的安装结构，其仅在电力基板上装配着：由用于向多相无刷马达的各相供给驱动电流且按各相连接的半导体开关元件构成的电桥电路、滤波用电解电容器、失效保护继电器以及静噪用线圈等具有较高高度的部件（例如参照专利文献1）。具体而言，收容有控制基板和电力基板的壳体与控制基板和电力基板通电连接的连接线配置于中央的用于连接对置的两条边的连接部件一体成型。并且，由该连接部件分割为两个区域，一个区域配置上述电力基板，另一个区域配置控制基板，由此，使装载于控制基板的电子部件与装载于电力基板的高度较高的电子部件在高度方向上不致重叠，从而实现薄型化。
专利文献1：日本特开2004-17884号公报
发明内容
发明要解决的课题
另一方面，上述PSU用ECU依据构成电源电路的电子部件的大小来决定功能单元的尺寸。另外，嵌入成型基板较大，以在母线构成电路，且大于包括电源电路的一部分和控制部的控制基板。另外，安装于电动助力转向用电子控制单元的电子部件由于混合配置有表面贴装部件和DIP部件，而成为导致连接工时增加、成本上升的主要原因。
另一方面，还希望通过使超低ESR（Equivalent Series Resistance：等效串联电阻）的电解电容器等电子部件实现薄型化，在能够将所有电子部件表面贴装而小型化的环境得以协调的同时，实现PSU用ECU进一步的小型化和配线设计的自由度。
本发明即是为解决上述课题而提出，其目的在于提供一种能够实现进一步的小型化，并能够实现配线设计的自由度，同时提高装置的可靠性的电动助力转向用电子控制单元。
用于解决课题的手段
技术方案1所述发明为一种电动助力转向用电子控制单元，其特征在于，具有：安装有第一表面贴装部件的第一基板；和安装有允许电流容量高于上述第一表面贴装部件的第二表面贴装部件，且具有与上述第一基板大致相同的部件安装面积的唯一的第二基板，并由上述第一基板与上述第二基板叠层形成基板安装结构。
技术方案2所述发明的特征在于，在技术方案1所述电动助力转向用电子控制单元中，上述第一基板与上述第二基板借助与外部连接器一体成型的连接器箱体而叠层，在上述连接器箱体的第一缘部和第二缘部，分别安装有将上述第一表面贴装部件与上述第二表面贴装部件连接的嵌入成型的端子组，安装于上述第二基板的第二表面贴装部件分别选择性地与安装于上述第一缘部的端子组和安装于上述第二缘部的端子组中邻近位置的端子组连接。
技术方案3所述发明的特征在于，在技术方案1或技术方案2所述的电动助力转向用电子控制单元中，上述连接器箱体被夹入用于覆盖上述第一基板和上述第二基板的保护罩和用于将安装于上述第二基板的上述第二表面贴装部件冷却的散热器之间。
技术方案4所述发明的特征在于，在技术方案1～3中任一项所述的电动助力转向用电子控制单元中，上述第一表面贴装部件包括控制部，上述控制部根据由外部扭矩传感器检测出的转向系统的控制力，对用于向外部的多相无刷马达的各相供给驱动电流的半导体开关元件进行负荷驱动（duty drive），以进行上述多相无刷马达的转向辅助控制；上述第二表面贴装部件包括：多相电桥电路，其在上述各相均具有用于向上述多相无刷马达的各相供给取决于上述负荷驱动的上述驱动电流的上述半导体开关元件组；电解电容器，其相对于上述半导体开关元件组至少设有一个，用于吸收上述驱动电流的脉动；电流检测电路，其分立式连接于上述多相无刷马达与构成上述多相电桥电路的上述各相的半导体开关元件组之间，以检测向上述各相流入的驱动电流；失效保护继电器，其在任一上述部件的驱动电流发生异常的情况下，截断向上述多相无刷马达的相应相供给的驱动电流；和电源继电器，其位于蓄电池电源与上述多相电桥电路之间，导通或截断供给至上述多相电桥电路的电流。
发明效果
根据技术方案1所述发明，通过将安装于第一基板的例如控制电路以及安装于第二基板的例如电源电路分别安装到专用的基板，能够实现无偏压的高效电子部件布局，从而能够实现单元整体的小型化。而且，通过将电源电路安装于具有与第一基板大致相同的部件安装面积的唯一的第二基板，能够实现紧凑化和无需多余连接的配线的高效化。而且，通过将作为单元所需的所有电子部件表面贴装，能够实现薄型化，并能够使所有电子部件能够利用回流焊（reflow）连接，由此能够简化组装工艺，从而降低成本。
根据技术方案2所述的发明，第二表面贴装部件分别以自身的信号线与连接器箱体周缘的端子组中位于最接近位置的周缘的端子组连接，由此，能够与安装于第一基板的第一表面贴装部件连接，而无需因为部件安装位置的制约而将配线牵引到位于较远处的连接器，因而，能够简化配线布局，增加配线设计的自由度。另外，提高了第二表面贴装部件的布局自由度，能够最大限度地扩展第二基板的部件安装有效面积，因而有望实现单元的小型化。
根据技术方案3所述的发明，由于形成了将嵌入成型而得的连接器箱体夹入保护罩和散热器之间的结构，因此，从安装于第二基板的电流容量高的第二表面贴装部件发出的热量，借助散热性高的例如金属制第二基板以及散热器释放到外部，因而热量能够高效散逸到外部，提高冷却效果，从而能够提供可靠性高的电动助力转向用电子控制单元。
根据技术方案4所述的发明，在第二基板上表面安装有相对于多相电桥电路的各相的半导体开关元件组至少设有一个的电解电容器，以及当流入任一相的驱动电流发生异常时能够将供给至多相无刷马达的相应相的驱动电流截断的失效保护继电器等电流容量较高的电子部件，由此能够实现薄型化，通过回流焊将所有部件连接，因此能够简化组装工艺并降低成本。
附图说明
图1是本发明实施方式的电动助力转向用电子控制单元的外观结构图。
图2是本发明实施方式的电动助力转向用电子控制单元的分解立体图。
图3是安装于本发明实施方式的电动助力转向用电子控制单元所包含的控制基板的电子部件的俯视图。
图4是安装于本发明实施方式的电动助力转向用电子控制单元所包含的电力基板的电子部件的俯视图。
图5是本发明实施方式的电动助力转向用电子控制单元的电路图。
图6是本发明实施方式的电动助力转向用电子控制单元的整体结构图。
图7是本发明实施方式的电动助力转向用电子控制单元所包含的连接器箱体的外观结构图。
图8是本发明实施方式的电动助力转向用电子控制单元合连接器箱体的整体结构图。
图9是搭载有本实施方式的电动助力转向用电子控制单元的电动助力转向装置的机构部简要结构示意图。
符号说明
1：电动助力转向用电子控制单元（ECU）；10：保护罩；11：控制基板（第一基板）；2：电力基板（第二基板）；13：连接器箱体；20：散热器；30：外部连接器；40：马达用端子；50：三相无刷马达，70：扭矩传感器；80：车速传感器；90：角度传感器；110：控制用表面贴装部件（第一表面贴装部件）；112：驱动电路；113：继电器电路部；120：电力用表面贴装部件（第二表面贴装部件）；121：三相电桥电路；131、132、133：端子组。
具体实施方式
以下，详细说明本发明实施方式（以下简称为本实施方式）的电动助力转向用电子控制单元（以下简称为ECU1）。
如图1所示，本实施方式的ECU1呈由保护罩10与散热器20夹着用于安装未图示的电子部件的基板（即后述图2中的控制基板11和电力基板12）的叠层结构。并且，保护罩10的长度方向的端部结合有用于与电源系统和/或其它ECU连接的外部连接器30，另一端结合有与外部连接的三相无刷马达连接用马达端子40。此外，外接连接器30和马达端子40分别安装于后述连接器箱体（图2中的“13”）的端部。另外，保护罩10也可兼具对叠层的控制基板和电力基板实现电磁屏蔽的作用。
如图2的分解立体图所示，本实施方式的ECU1具有控制基板11（第一基板）、电力基板12（第二基板）、连接器箱体13叠层的基板安装结构，其中，控制基板11安装有构成控制电路的控制用表面贴装部件110（第一表面贴装部件），电力基板12安装有允许电流容量高于控制用表面贴装部件110的多相无刷用驱动电路等的电力用表面贴装部件120（第二表面贴装部件），连接器箱体13配置于控制基板11与电力基板12之间，与外接连接器30一体成型，外部连接器30用于与电源系统或其它ECU等外部构件连接。
在上述基板安装结构中，其特征在于，在唯一的电力基板12上安装有全部的电力用表面贴装部件120，而且，电力基板12具有与控制基板11大致相同的部件安装面积。因此，能够形成无偏压的高效的电子部件布局，使ECU1整体小型化，而且，通过将全部电力用表面贴装部件120安装到唯一的电力基板12上，能够省略多余配线。进而，通过将作为ECU1所必需的所有电子部件表面贴装，能够实现薄型化，并能够使所有电子部件通过回流焊连接，这样能够简化组装工艺，降低成本。
上述基板安装结构的另一特征在于，在连接器箱体13的至少两个周缘（第一缘部和第二缘部）分别安装着嵌入成型的端子组131、132、133，端子组131、132、133用于将电力用表面贴装部件110与后述的外部三相无刷马达（图5中的“50”）之间、功率用表面贴装部件120与后述的外部蓄电池电源（图5中的“60”）之间、以及控制用表面贴装部件120与电力用表面贴装部件130之间连接。因此，安装于电力基板12的各电力用表面贴装部件120能够有选择地分别与安装于连接器箱体13的缘部的端子组131、132、133中位于最接近部位的端子组131（132、133）连接。此外，控制基板11的端部利用螺栓40b固定于连接器箱体13，并与电力基板12一起被夹于保护罩10和散热器20之间，并由四个螺栓40a固定。
在此，所谓“表面贴装部件”是指表面贴装（SMT：Surface MountTechnology，表面贴装技术）用电子部件，其与将电子部件的引线固定于印刷基板的孔中的通孔安装方式相比，具有安装空间很小即能实现安装的优点。基本而言，其是由膏状钎焊料印刷机在基板上进行软钎焊印刷之后，或者由配料器（dispenser）向部件装载位置涂布粘接剂之后，利用芯片插装来安装部件，然后利用回流焊炉加热，以使焊料熔融，将电子部件固定于基板。另外，所谓“允许电流容量”是指基于规格能够流入电子部件的最大电流。由于电子部件具有电阻，因此，当对该电子部件施加电压以流入电流时，电子部件所具有的电阻将导致发热。当利用该发热使得例如包覆电子部件的绝缘覆膜熔解时，将导致短路或起火。为了防止发生上述问题，对每个电子部件规定了允许电流容量。
图3示出了安装于控制基板11的控制用表面贴装部件110。作为控制用表面贴装部件110包括CPU 111，该CPU 111取得来自后述扭矩传感器（图5中的“70”）的转向扭矩信号和来自后述车速传感器（图5中的“80”）的车速信号，计算出与这些信号相应的辅助扭矩和驱动方向，接收三相无刷马达50的电流和来自角度传感器用放大器116的反馈信号以驱动控制三相无刷马达50。另外，还包括驱动电路112、继电器驱动电路113和相电流检测电路114（图5中的“114a”～“114c”），驱动电路112在CPU111的控制下，驱动用于构成后述三相电桥电路（图5中的“121”）的各半导体开关元件；继电器驱动电路113用于驱动后述电源继电器（图5中的“125”）；相电流检测电路114利用与每一相连接的分流电阻（图5中的“122a”～“122c”）来检测相电流。而且还包括：包含外部连接的扭矩传感器用电源115的扭矩传感器电路、包含外部连接的角度传感器用放大器116的角度传感器电路、和与其它ECU进行通信的CAN（Control Area Network，控制局域网）通信用LSI（117）。
图4示出了安装于电力基板12的电力用表面贴装部件120。在此，电力用表面贴装部件120包括：构成三相电桥电路的半导体开关元件121a～121e，设于三相无刷马达的每一相的相电流检测用分流电阻122a～122c，失效保护继电器123a、123b，滤波用电解电容器124a～124c，以及电源继电器125。这些电力表面贴装部件120借助配置于基板周缘的周缘端子组126a的一部分以及嵌入成型于连接器箱体131的端子组131的一部分与外部的三相无刷马达的三相线相连。另外，分别借助周缘端子组126a的其余端子、周缘端子组126b以及周缘端子组126c的一部分与控制基板11连接，借助周缘端子组126c的其它端子与未图示的蓄电池电源连接。
图5是表示本实施方式的ECU1电路构成的框图。如图5所示，ECU1包括控制基板11，其中，控制基板11安装有控制部（CPU111）、驱动电路112、继电器驱动电路113和相电流检测电路114a～114c。另外，ECU1还包括电力基板12，电力基板12安装有：三相电桥电路121，分流电阻122a～122c，失效保护继电器123a、123b，三个电解电容器124和电源继电器125。此外，安装于控制基板11的控制部111分别连接有扭矩传感器70、车速传感器80和角度传感器90，且三相电桥电路121经由失效保护继电器123a、123b连接有三相无刷马达50。
三相电桥电路121包括：六个开关元件TUU（121a）、TUL（121b）、TVU（121c）、TVL（121d）、TWU（121e）和TWL（121f）。这些开关元件TUU（121a）、TUL（121b）、TVU（121c）、TVL（121d）、TWU（121e）以及TWL（121f）由例如MOS-FET（Metal OxideSemiconductor-Field Effect Transistor：金属氧化物半导体-场效应晶体管）或IGBT（Insulated gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管）构成。
U相上侧开关元件TUU（121a）与U相下侧开关元件TUL（121b）串联连接。V相上侧开关元件TVU（121c）与V相下侧开关元件TVL（121d）串联连接。W相上侧开关元件TWU（121e）与W相下侧开关元件TWL（121f）串联连接。各相的上侧开关元件TUU（121a）、TVU（121c）及TWU（121e）经由电源继电器125与蓄电池电源60的正极端子连接。即，U相的开关元件TUU（121a）、TUL（121b）的连接系统、V相的开关元件TVU（121c）、TVL（121d）的连接系统和W相的开关元件TWU（121e）、TWL（121f）的连接系统相互并联连接。
相电流检测电路114由分流电阻RSU（122a）、RSV（122b）、RSW（122c）和信号放大器构成。U相下侧开关元件TUL（121b）经由分流电阻RSU（122a）与地线连接。V相下侧开关元件TVL（121d）经由分流电阻RSV（122b）与地线连接。W相下侧开关元件TWL（121f）经由分流电阻RSW（122c）与地线相连接。该相电流检测电路114利用各分流电阻RSU（122a）、RSV（122b）和RSW（122c）检测出流入三相无刷马达50的各相U、V、W的相电流，并输出到控制部111。即，相电流检测电路114分别检测出流至各相配线的相电流。
失效保护继电器123由V相继电器123a和W相继电器123b构成。V相上侧开关元件TVU（121c）与U相下侧开关元件TVL（121d）的连接点（MV）借助V相继电器123a与无刷马达50的V相线圈连接。W相上侧开关元件TWU（121e）与W相下侧开关元件TWL（121f）的连接点借助W相继电器123b与无刷马达50的W相线圈连接。此外，失效保护继电器123可设置于每一相，但只要最低有两相，就能够发挥其作用。这样，无刷马达50的各线圈U、V、W（各相U、V、W）与各开关元件TUU（121a）、TUL（121b）、TVU（121c）、TVL（121d）、TWU（121e）以及TWL（121f）之间分别利用相配线而分立连接。
电解电容器124与用于构成三相电桥电路121的各相串联连接的上侧半导体开关元件和下侧开关元件并列连接，以用于滤波。在蓄电池电源60与多相电桥电路121之间，在经由控制部111的继电器驱动电路部113的控制下，电源继电器125导通或截断供给至多相电桥电路121的电流。
控制部111例如由通过程序运行的微处理器构成，用于控制驱动电路112和继电器驱动电路113。该控制部111根据从扭矩传感器70和角度传感器80输入的信号，发出PWM（Pulse Width Modulation：脉宽调制）的控制信号来控制驱动电路112，同时控制继电器驱动电路部113。驱动电路112以具有占空比的方式驱动各开关元件TUU（121a）、TUL（121b）、TVU（121c）、TVL（121d）、TWU（121e）以及TWL（121f）的开闭（ON/OFF）。结果，被供给了电流的三相无刷马达50产生辅助扭矩。继电器驱动电路部113驱动失效保护继电器123a、123b和电源继电器125的开闭。
控制部111根据由扭矩传感器70得到的扭矩检测值、由车速传感器80得到的车速检测值、由角度传感器90得到的旋转角度值、由相电流检测电路114得到的相电流检测值，参照存储于未图示的存储器中的目标电流模型，计算出用于辅助方向盘的控制力的最优目标值。然后通过由控制部111将确定为基于该目标值的电流指令值的具有占空比的PWM信号向驱动电路112输出，驱动控制各开关元件TUU（121a）、TUL（121b）、TVU（121c）、TVL（121d）、TWU（121e）和TWL（121f）。
图6是本实施方式的ECU1整体结构图。图6（a）为俯视图，图6（b）为沿图6（a）中的A-A线的剖视图，图6（c）为沿图6（a）中的B-B线的剖视图。如图6（a）所示，本实施方式的ECU1呈用于将外部连接用连接器30与三相无刷马达连接的马达端子40从保护罩10的长度方向端部突出，保护罩10的四角由螺栓40a固定于未图示的散热器的结构。此外，外接连接器30和马达端子40与连接器箱体13的端部连接。
另外，如图6（b）、（c）所示，本实施方式的ECU1成为如图3所示的控制基板11和图4所示的电力基板12夹入保护罩10和散热器20其间的结构。另外，控制基板11构成为以下的结构：其三点部位被定位固定在连接器箱体13上，从连接器箱体13呈棒状突出的端子组131与电力基板12的周缘端子126a相连。此外，在图6（a）、（b）、（c）中，被标注了与图1、图2所示符号相同符号的部件，与图1所示部件相同。
图7示出了图6所示的连接器箱体13的整体结构，图7（a）表示连接器箱体13的表面的外观结构，图7（b）表示连接器箱体13的背面的外观结构。另外，图8为图7（a）、图7（b）所示连接器箱体13的整体结构图。图8（a）为俯视图，图8（b）为从图8（a）的箭头B方向观察的剖视图，图8（c）为沿图8（a）中的A-A线的剖视图。在图7（a）、图7（b）、图8（a）、图8（b）和图8（c）中被标注了与图6所示符号相同符号的部件，与图6所示部件相同。
连接器箱体13具有由用于覆盖控制基板11和电力基板12的保护罩10、和用于将安装于电力基板12的电力用表面贴装部件120冷却的散热器20夹持的安装结构，在其缘部，分别安装有用于将控制用表面贴装部件110、电力用表面贴装部件120、以及外部的三相无刷马达50和/或蓄电池电源60连接的嵌入成型的端子组131、132、133。安装于电力基板12的电力用表面贴装部件120分别选择性地与安装于缘部的端子组131、132、133中位于最短间距处的端子组131（132、133）连接。
本实施方式所述电力用表面贴装部件120是指：各相中分别具有用于将取决于负荷驱动的相电流供给至三相无刷马达50各相的半导体开关元件组的多相电桥电路121；至少相对于该半导体开关元件组设有一个用于吸收相电流脉动的电解电容器124；分立连接于三相无刷马达50与构成三相电桥电路121的各相半导体开关元件组之间，用于检测流入各相的相电流的电流检测电路114a～114c；在任何相电流发生异常的情况下，截断向三相无刷马达50的相应相供给的相电流的失效保护继电器123a、123b。
通过将这些电力用表面贴装部件120安装到一片电力基板12，实现了ECU1的小型化，而且，与控制基板1一起能够通过回流焊将所有部件连接。而且，连接蓄电池电源60的外接连接器30嵌入成型，安装于连接器箱体13周缘的端子组131、132、133兼具有将ECU1与外部连接的功能，和作为用于将安装于控制基板11上的控制用表面贴装部件110和安装于电力基板12的电力用表面贴装部件120之间的信号结合的信号端子的功能，其端子组分别沿着连接器箱体13的周缘排成一列。
另外，与三相无刷马达50连接的马达端子40也通过嵌入成型而形成于连接器箱体13，其端子组兼具有将三相无刷马达50、扭矩传感器70、车速传感器80和角度传感器90连接的功能，和作为用于将安装于控制基板11的控制用表面贴装部件110与安装于电力基板12的电力用表面贴装部件120之间的信号结合的信号端子的功能，其端子组分别沿着连接器箱体13的周缘排成一列。
这样，通过形成控制基板11与电力基板12相互独立的安装结构，能够实现无偏压的高效的部件配置，和作为ECU1的小型化。另外，通过设计成电力基板12这唯一的一块基板的结构，可以不需要用于部件连接的多余配线。另外，将电力用表面贴装部件120安装到由高散热性金属基板构成的电力基板12，通过使其与直接散热器20接触，来提高冷却效果，通过采取由保护罩10与散热器20夹着控制基板11和电力基板12的结构，能够实现ECU1的小型化并实现薄型化。另外，通过使所有部件成为表面贴装部件，能够通过回流焊安装所有部件，并能够简化ECU构成部件的制造工艺，实现成本的降低。
进而，通过将信号连接部分沿着连接器箱体13的周缘部配置成一列，安装于电力基板12的各电力用表面贴装部件120能够分别与位于最短间距的端子组131、132、133中的任一组连接，由此无需无谓的配线盘绕，提高了部件布局的自由度，并且能够最大限度地扩大部件安装有效面积。因此，有助于ECU1的小型化。
此外，上述本实施方式的ECU1装载于PSU100以用于控制。图9示意性表示了PSU的简要结构。PSU100包括：从车辆的方向盘210到转向用车轮（例如前轮）310、310的转向系统200；和用于对该转向系统200施加辅助扭矩的辅助扭矩机构400。
转向系统200包括：方向盘210；经转向轴220和万向联轴器230、230连接到该方向盘210的龆轮轴240；经齿轮齿条副机构250与该龆轮轴240连接的齿条轴260；经由球关节270、270，转向横拉杆280、280以及关节290、290连接到该齿条轴260两端的左右转向用车轮310、310。齿轮齿条副机构250包括形成于龆轮轴240的龆轮320和形成于齿条轴260的齿条330。根据转向系统200，能够由驾驶员对方向盘210进行控制，利用其转向扭矩，经由齿轮齿条副机构250、齿条轴260以及左右横拉杆280、280，对左右转向用车轮310、310进行控制。
辅助扭矩机构400包括扭矩传感器410、三相无刷马达430、扭矩传动机构440、作为无刷马达控制装置的ECU1、车速传感器600和角度传感器700。扭矩传感器410用于检测施加于方向盘210的转向系统200的转向扭矩。车速传感器600用于检测车速。角度传感器700检测三相无刷马达430的旋转角度。扭矩传动机构440由例如滚珠丝杠构成。
这样，辅助扭矩机构400就形成了根据扭矩传感器410检测出的转向扭矩，由ECU1产生控制信号，根据该控制信号，在三相无刷马达430产生与转向扭矩相应的辅助扭矩（马达扭矩），将辅助扭矩经由扭矩传动机构440传递到齿条轴260的结构。更具体而言，除了转向扭矩以外，再加上由车速传感器600检测出的车速以及由角度传感器700检测出的三相无刷马达430的旋转角度，由ECU1产生控制信号。
三相无刷马达430的马达轴500a为覆盖齿条轴260的中空轴。滚珠丝杠440即为扭矩传动机构440，其包括：形成于齿条轴260中除了齿条330以外的部分的丝杠部450、安装于丝杠部450的螺母460以及多个滚珠。螺母460与马达轴43a连接。此外，扭矩传动机构440也可以是将三相无刷马达430所产生的辅助扭矩直接传递给龆轮轴240的结构。
这样，装载有本实施方式的ECU1的PSU100，通过在从方向盘210传递至齿条轴260的转向扭矩上再加上三相无刷马达430所产生的辅助扭矩的所谓“复合扭矩”，能够对转向用车轮310、310进行控制。
（实施方式的效果）
如上所述，根据本实施方式的ECU1，通过将安装于控制基板11（第一基板）的例如控制电路，与安装于电力基板12（第二基板）的例如电源电路分别安装到专用的基板，能够实现无偏压且高效的电子部件的布局，能够使单元整体小型化。而且，通过将电源电路安装到唯一的第二基板，还能够在无需多余连接的状态下实现配线的效率化。而且，通过将作为功能单元所需的所有电子部件表面贴装，能够实现薄型化，并能够通过回流焊将所有电子部件连接，因此能够简化组装工艺，降低成本。
另外，根据本实施方式的ECU1，将各第二表面贴装部件分别以自身的信号线连接到连接器箱体的周缘的端子组中位于最接近位置的周缘的端子组，由此能够使第二表面贴装部件与安装于第一基板的第一表面贴装部件相连，这样，不需要因部件安装位置的制约而将配线引向位于远处的连接器，因而简化了配线布局，增加了配线设计的自由度。另外，增加了第二表面贴装部件的布局自由度，能够将第二基板的部件安装有效面积扩展到最大，从而能够实现单元的小型化。
进而，根据本实施方式的ECU1，通过采用将嵌入成型的连接器箱体夹在保护罩与散热器之间的结构，使安装于第二基板的电流容量高的第二表面贴装部件散发出的热量经由高散热性的例如金属构成的第二基板以及散热器释放到外部，因而，能够高效地向外部散热，提高了冷却效果，从而能够提供可靠性高的电动助力转向装置用电子控制单元。另外，通过在将相对于多相电桥电路的各相的半导体开关元件组至少设有一个的电解电容器，和在流通于任一相的驱动电流发生异常的情况下，将供给到多相无刷马达的相应相的驱动电流截断的失效保护继电器等电流容量较高的电子部件表面贴装于第二基板，能够实现薄型化，并能够通过回流焊连接所有部件，因此，能够简化组装工艺，降低成本。

Claims (4)

1.一种电动助力转向用电子控制单元，其特征在于，具有：
安装有第一表面贴装部件的第一基板；和
安装有允许电流容量高于所述第一表面贴装部件的第二表面贴装部件，且具有与所述第一基板大致相同的部件安装面积的唯一的第二基板，
所述电动助力转向用电子控制单元通过所述第一基板与所述第二基板的叠层，形成基板安装结构。
2.根据权利要求1所述的电动助力转向用电子控制单元，其特征在于，
所述第一基板与所述第二基板借助与外部连接器一体成型的连接器箱体而叠层，在所述连接器箱体的第一缘部和第二缘部，分别安装有将所述第一表面贴装部件与所述第二表面贴装部件连接的嵌入成型的端子组，
安装于所述第二基板的第二表面贴装部件分别选择性地与安装于所述第一缘部的端子组和安装于所述第二缘部的端子组中邻近位置的端子组连接。
3.根据权利要求1或2所述的电动助力转向用电子控制单元，其特征在于，所述连接器箱体被夹入保护罩和散热器之间，所述保护罩用于覆盖所述第一基板和所述第二基板，所述散热器用于将安装于所述第二基板的所述第二表面贴装部件冷却。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电动助力转向用电子控制单元，其特征在于，
所述第一表面贴装部件包括控制部，所述控制部根据由外部扭矩传感器检测出的转向系统的控制力，对用于向外部的多相无刷马达的各相供给驱动电流的半导体开关元件进行负荷驱动，以进行所述多相无刷马达的转向辅助控制；
所述第二表面贴装部件包括：多相电桥电路、电解电容器、电流检测电路、失效保护继电器和电源继电器，
所述多相电桥电路在所述各相具有用于向所述多相无刷马达的各相供给取决于所述负荷驱动的所述驱动电流的所述半导体开关元件组；所述电解电容器相对于所述半导体开关元件组至少设有一个，用于吸收所述驱动电流的脉动；所述电流检测电路分立式连接于所述多相无刷马达与构成所述多相电桥电路的所述各相的半导体开关元件组之间，以检测向所述各相流入的驱动电流；所述失效保护继电器在任一所述部件的驱动电流发生异常的情况下，截断向所述多相无刷马达的相应相供给的驱动电流；所述电源继电器位于蓄电池电源与所述多相电桥电路之间，导通或截断供给至所述多相电桥电路的电流。
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